乐山市沙湾区水务局 四川乐山 614900
摘要：乐山某水库是一座综合型大型水库，已运行多年，存在较为严重的渗漏问题。根据勘察和试验结果，采用帷幕灌浆技术解决渗漏问题。本文以实际工程为例，对帷幕灌浆技术的措施进行了分析，提出了优化建议，并对施工技术进行了探讨。
关键词：帷幕灌浆技术；病险水库；防渗整治；施工技术
水库运行的可靠性与安全性是人们正常生产生活的重要保障，对促进我国国民经济发展具有重要意义。乐山某水库由于运行时间较为久远，工程中发现主坝出现多处渗点，针对此现象，对水库进行了详细勘察和试验，采用帷幕灌浆技术进行处理。经过该方法整治后，有效解决了水库的渗漏问题，显著提升水库的运行安全系数。
1、乐山某水库概况
某水库位于四川乐山，是一座综合型大型水库，该水库大坝属于均质土坝，最大坝高157.5米，水库设计总库容10.89亿m3，水库正常库容量是1亿m3，死库容量为1.2亿m3，灌溉范围约为0.51万m2。大坝顶部设有0.9米高的防浪强，内部设有护坡，为1：2.5.外坡与内坡一致。
该水库修建年代久远，由大坝、溢洪道以及取水建筑三部分组成。该水库主要建筑物与枢纽工程均为三级，次要建筑物属于四级。消防设施均属于一级建筑物。发电、供水、厂房等均属于三级建筑物，临时建筑物等级均为四级。该水库的安全防范设计标准为百年一遇的洪水，整治标准为抵御千年一遇的洪水。大坝右岸为开放式溢洪、防空区域；左岸可供灌溉、取水用。该水库大坝区内强风化带处于大坝上部，右岸强风化带厚度为3m~14.5m。大坝风化裂隙，土体承载能力低，呈现松散状，遇水会变质。
水库坝区地处侵蚀、剥蚀形态的深丘地貌，河谷为V字形态，河流呈西南流向，水库大坝区域位于斜南段东翼，无断层、无褶皱，裂隙发育稀疏。
2、某水库渗漏情况及原因分析
第一，因该水库修建的时间比较早，受当时修建时期技术和条件的制约，在施工前未进行地质勘察，施工时技术人员依赖自身经验进行设计，在施工过程中对质量重视不足。
第二、虽然水库经过局部整治，根据水库相关资料发现，在整治水库的过程中，存在不良地质因素，包括坝基、右坝肩强烈风化砂岩层，由于受到诸多因素影响，局部整治工程并未针对这一不良情况采取相应的防范、排除措施。因此在局部整治工程完工后呈现出大坝土体含水率大，坝基以及右坝肩仍然存在较为显著的渗漏问题。经过长期运行，水库渗漏现象加重，最严重位置水呈现股状流出。
第三、为了避免问题严重成灾，四川省水利部门以及其他相关部门针对该大坝进行细致勘探，通过孔位钻探、水压试验等方法，分析岩层透水率。根据勘察和试验结果分析，处于风化、卸荷位置的岩体其透水率为强、中类型，新鲜岩体透水程度较低，由于水库裂隙与夹层风化等问题，部分新鲜岩体的透水程度也较高。
3、帷幕灌浆技术防渗措施
3.1该水库防渗标准与方案
该水库属于三级大坝，根据国家标准《碾压式土石坝设计规范》（DL/T5395-2007）的要求，坝的透水率应满足国家标准要求的范围内。该水库保障着当地居民的生产财产安全，为附近居民提供充足水源，该水库地理位置十分重要，水资源利用率高。因此，在开展整治施工时，应当对单位吸水率超出国家标准的位置进行整治，深度穿过弱风化层。防渗帷幕直至正常水位和相对不透水岩层标准范围线交接处。
3.2帷幕灌浆技术要求
水库病险整治工程采用双排孔灌浆，双排孔相距1500mm，在大坝轴线上游与下游侧进行对称设计。根据压力测试，以易于施工为主，明确工程钻孔距离为2.0m.由于右侧透水率大，因此对该部位进行特别处理，设计孔距为1.0m。孔径主要根据岩石渗透程度确定，在该水库整治工程中采用潜孔锤成孔。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据现场试验确定灌浆压力，上部0.15MPa，下部1.0MPa，材料为水灰比5：1的水泥浆。
3.3灌浆工序与成孔标准
整治工程采用双排帷幕，先进行下游施工，再进行上游施工。每一排帷幕灌浆施工成孔均划分为三工序，依次施工。前一工序没有结束前，严禁开展后一工序。帷幕灌浆孔应用专用毫米的钻头开展第一序列施工，之后使用小规格的钻头开展后续施工，成孔段全长应当低于7m。施工过程中，对于孔口高394m之下的成孔部分，若透水率高于最低标准，需要向下灌浆，再开展下一环节的施工，对于高于最高值之上的部分，亦需要灌浆5m，再开展下一环节施工。在施工过程中若发现透水率高于标准要求，需要加深灌浆，以保证有效防渗[1]。
3.4灌浆技术与防渗效果
该病险水库工程采用孔口封闭、内部循环、自下而上的方法灌浆。在试验压力下，若每分钟灌浆率低于0.4L，则该段停止施工。封口使用置换与压力灌浆的工艺，开始灌浆时，通过射浆管加置0.5：1的浓浆，将稀浆全部排出，直到返出浓浆，之后提高射浆管，在此过程中连续加注浓浆。最后，在压力为0.2MPa的情况下连续不断进行60min，才能彻底封孔。当灌浆上部空余高于3m时，需要应用机械压浆技术再次进行封孔，若低于3m，则需要应用超浓水泥浆封实。该灌浆方法可应用于同类型病险水库整治。
3.5优化建议
该整治工程采用帷幕灌浆技术具有良好的水库防渗应用效果，同时也能够整治土坝面积。对于该水库应用帷幕灌浆技术施工可以进行优化改良，以提高施工质量。第一，在施工环节，应当结合碾压效果，不应使用过于高的灌浆压力，所确定的灌浆压力应兼具保障大坝土体良好的运行状态与灌浆质量优良的效果。第二，在设计阶段，注重做好地质、水文等工作，分析影响大坝的主要因素，明确施工风险，做好防范措施。第三，帷幕灌浆技术的应用较为复杂，在施工时需要相关单位通力配合，在保障施工质量的同时，合理控制造价[2]。
4、技术控制要点
4.1钻孔施工
针对该病险水库在帷幕灌浆施工前需要对整治位置进行放线以及测量，如孔位测量需要使用全站仪、钢卷尺等设备。测量时须开展位置标定工作，用油漆标注钻孔顺序与位置。在开展钻孔施工前，应当固定好钻机，用水平尺校验钻机，符合相关要求后再使用螺栓对钻机位置进行固定，固定后需要检查其水平性、稳固性，同时保证钻孔、立轴以及天车三点一线。
混凝土钻孔与孔口管掩埋施工环节，通常因为灌浆廊道底板混凝土不均匀，从全局看，其厚度偏大，因此在孔口管掩埋时，深度应当为1m~2m，开孔管尺寸选择孔径为110mm，下直径为91mm，在孔口管镶设环节，应当进行拴线，灌浆材料为0.5：1的水泥浆，之后将其注入孔口管，进行校准，要求混凝度凝固时间必须高于3min才可以开展下一工序施工[3]。
4.2冲洗、压水试验
不同孔段结束钻孔施工后应当进行钻孔冲洗工作，依托压力水冲洗裂隙位置，采用单孔高压设备进行冲洗，确保冲洗后，回水清澈10min，冲洗时间需要达到30min，压力值为灌浆压力的80%，低于1MPa。需要注意的是重点清洗裂缝部位。当冲洗结束后应当进行压力试验，在该过程中测量压入流量，可以将最后的数值作为计算流量。应用压水法、检查孔法均可，这些方法操作简便，因此应用较为广泛。
4.3灌浆与封孔施工
帷幕灌浆技术的流程是通过孔内部循环、自下而上的灌浆方式，在压力参数下，灌浆量注入每分钟小于0.4L。当孔口灌浆压力一直处于0.2MPa时可以进行封孔处理。灌浆量达到设计要求时，应当持续进行30min，同时进行压力闭浆作业，压力表归零之后，结束施工。停止灌浆12h之后，才能够进行下一环节施工，全部施工完成12后，才能进行封孔施工。
5、结束语
该水库帷幕灌浆工程历时3.5个月，采用帷幕灌浆技术，经试验分析发现其单位透水率处于规范范围内。水库在正常水位下，通过水库渗漏观测发现水坝渗透量相较于整治前明显好转，大坝右部的渗漏情况已经彻底消除，左部的渗漏也比前期效果好，其与周围土壤特性趋于一致。应用帷幕灌浆技术的良好效果，排除了大坝安全隐患。
帷幕灌浆技术处理病险水库防渗，对于保障水工建筑的安全具有良好的应用价值。在应用该技术过程中，应当严格按照设计和施工标准规范要求进行设计施工，注重选择合理的工艺、技术，做好施工环节监测工作，以保证采用该方法取得事半功倍的效果。
参考文献：
[1]刘思.帷幕灌浆技术在水库除险加固工程中的应用[J].河南建材，2019（02）：167-168[2019-04-11].
[2]吴云剑.帷幕灌浆技术在水库大坝防渗处理中的应用[J].农家参谋，2018（20）：231.
[3]陈爱兵.水利工程中帷幕灌浆施工工艺探析[J].江西建材，2018（11）：50+52.
论文作者:尹晓琳
论文发表刊物:《防护工程》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
标签：水库论文; 帷幕论文; 大坝论文; 技术论文; 透水论文; 钻孔论文; 压力论文; 《防护工程》2019年第7期论文;